传感器的概述
传感器概述与电子天平
班级：机电0902
姓名：孙乾超
学号：0930070131
成绩：
指导老师：卫吉良2011年06 月日
一传感器概述
传感器的定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的作用
信息技术已成为当今全球性的战略技术，作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件……传感器已成为各个应用领域，特别是自动检测、自动控制系统中不可缺少的核心部件。
诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
传感器的原理
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
传感器的应用
常见的：
1.自动门，利用人体的红外微波来开关门
2.烟雾报警器，利用烟敏电阻来测量烟雾浓度，从而达到报警目的
3.手机，数码相机的照相机，利用光学传感器来捕获图象
4.电子称，利用力学传感器（导体应变片技术）来测量物体对应变片的压力，从而达到测量重量目的
5.水位报警，温度报警，湿度报警，光学报警等都是……
智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。例如,它在机器人领域中有着广阔应用前景,智能传感器使机器人具有类人的五官和大脑功能,可感知各种现象,完成各种动作。在工业生产中,利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等)。Cygnus公司生产了一种"葡萄糖手表",其外观像普通手表一样,戴上它就能实现无疼、无血、连续的血糖测试。"葡萄糖手表"上有一块涂着试剂的垫子,当垫子与皮肤接触时,葡萄糖分子就被吸附到垫子上,并与试剂发生电化学反应,产生电流。传感器测量该电流,经处理器计算出与该电流对应的血糖浓度,并以数字量显示。
传感器的功能
常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：
光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉
压敏、温敏、流体传感器——触觉
敏感元件的分类：
①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
②化学类，基于化学反应的原理。
③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类
传感器的分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁
致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用。
1、传感器按照其用途分类：
压力敏和力敏传感器
位置传感器
液面传感器
能耗传感器
速度传感器
加速度传感器
射线辐射传感器
热敏传感器
24GHz雷达传感器
2、传感器按照其原理分类：
振动传感器
湿敏传感器
磁敏传感器
气敏传感器
真空度传感器
生物传感器等。
3、传感器按照其输出信号为标准分类：
模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。二、电子天平
结构
1. 秤盘
秤盘多为金属材料制成 , 安装在天平的传感器上 , 是天平进行称量的承受装置。它具有一定的几何形状和厚度 , 以圆形和方形的居多。使用中应注意卫生清洁 , 更不要随意掉换秤盘。
2. 传感器
传感器是电子天平的关键部件之一 , 由外壳、磁钢、极靴和线圈等组成 , 装在秤盘的下方。它的精度很高也很灵敏。应保持天平称量室的清洁 , 切忌称样时撒落物品而影响传感器的正常工作。
3.位置检测器
位置检测器是由高灵敏度的远红外发光管和对称式光敏电池组成的。它的作用是将秤盘上的载荷转变成电信号输出。
4. PID 调节器
PID( 比例、积分、微分 ) 调节器的作用 , 就是保证传感器快速而稳定地工作。
5.功率放大器
其作用是将微弱的信号进行放大 , 以保证天平的精度和工作要求。
6.低通滤波器
它的作用是排除外界和某些电器元件产生的高频信号的干扰 , 以保证传感器的输出为一恒定的直流电压。
7.模数 (A/D) 转换器
它的优点在于转换精度高 , 易于自动调零能有效地排除干扰 , 将输入信号转换成数字信号。
8.微计算机
它是电子天平的数据处理部件,它具有记忆、计算和查表等功能。
9. 显示器
现在的显示器基本上有两种 : 一种是数码管的显示器;另一种是液晶显示器。它们的作用是将输出的数字信号显示在显示屏幕上。
10.机壳
其作用是保护电子天平免受到灰尘等物质的侵害 , 同时也是电子元件的基座等。
11.气泡平衡仪(水平仪)
作用是便于工作中有效的判断天平水平位置。
12. 底脚
电子天平的支撑部件 , 同时也是电子天平水平的调节部件。
电子天平的工作原理
当电流流过放置于永久磁场两极间的导体时，会产生电磁力与电流强度的大
小成比例，测量电流强度就能得知导体受力的情况，为此加上一些辅助装置：能加放被称物的秤盘，控制磁场中导体位置的位置器，在线路上加一个电流调节器及测量电流的仪器，这样就成了一个简单的天平。
当秤盘上没有加放载荷时，电路中流过的电流正好使得处于同一水平位置的位置指示器的两个指针保持不动（该位置称为零位），此时测量仪器指示器的电流值与零位对应，为天平的零点。
当在秤盘上加放被称物后，称量系统下降，称量系统位置的变化清楚地显示在位置指示器上。为了使位置指示器指针恢复到零位，可通过调节电流调节器，使电路中流入更多的电流，直到位置指示器的两个指针又处于同一水平位置，这时测量仪器指示出了被称物与空载天平的电流差，而该电流差与秤盘上的被称物的质量成正比，将此电流差转化为电压，然后检测电压量，
电子天平采用了电磁力补偿平衡原理，实质也是一种杠杆平衡，只是在杠杆的一端采用了电磁力。
（1）当天平处于空称零位时，则产生的力矩M=m1×g×L l、M右=F×L2，由于零位时
天平达到平衡，则M
左= M
右。
即m1 ×g× L l= F×L2。
（2）当称盘上加载称物m2时，杠杆偏离零位，此时零位指示器有偏差信号产生，经过放大器和调节器等一系列转换后，使线圈的电流I增大，电磁力矩右也将
一起增大，杠杆回到原来平衡位置，即天平的零位，最终则使M
左= M
右，
即m2
×g×L
l
= F×L2 ，最后把电信号处理成为数字信号，数显在显示屏上。从而得出以下重要结论：在磁场中通过线圈的电流强度I与被称物体的质量m成正比。
电子天平的正确使用
1、对电子天平安装室的环境要求
(1)房间应避免阳光直射，最好选择阴面房间或采用遮光办法。(2)应远离震源，如铁路、公路、震动机等震动机械，无法避免时应采取防震措施。(3)应远离热源和高强电磁场等环境。(4)工作室内温度应恒定，以20’C左右为佳。(5)工作室内的相对湿度应在45%～75%之间为最佳。(6)工作室内应清洁干净，避免气流的影响。(7)工作室内应无腐蚀性气体的影响。(8)工作台应牢固可靠。2．安装电子天平前的清洁要求
(1)首先要用毛刷或鹿皮等除去浮土等物。(2)称量室或靠近磁钢处要用潮湿
的绸布等除尘，不要让尘土和脏物落人磁钢中，以造成天平的故障。(3)用潮湿的绒布等将天平及部件擦拭干净(不宜使用溶剂)。(4)用干净的鹿皮或绸布等将天平及其部件擦拭干净，确保天平的干净。
3．安装电子天平的主要步骤
(1)选择合格的安装室并有合格的安装台。(2)拆去电子天平外包装，如木箱
或纸箱，并将外包装及防震物品收藏好，以备再用。(3)清点天平主机及零部件是否齐全，外观是否良好。(4)对天平主机及零部件进行除尘和清洁工作。(5)安装天平主机，并通过调整天平后底部的水平调整脚，将天平调整至水平状态(可观察天平称量室内的水平装置)。(6)将天平的秤圈、秤盘等活动部件安装到位，有些秤盘需要旋转才能固定好。(7)松开运输固定螺丝或键钮等止动装置(有些电子天平没有此装置)。(8)将电子天平的外接电源选择键钮调至当地供电电压档上。
(9)把外接电源、插销插入外接电源插座内，并打开电子天平的电源开关，观察
天平的显示是否正常，如正常显示就按说明书的要求进行预热。
4、操作电子天平的主要步骤
(1)接通电源并预热使天平处于备用状态。(2)打开天平开关(按操纵杆或开关
键)，使天平处于零位，否则按去皮键。(3)放上器皿，读取数值并记录，用手按去皮键清零，使天平重新显示为零。(4)在器皿内加人样品至显示所需重量时为止，记录读数，如有打印机可按打印键完成。(5)将器皿连同样品一起拿出。(6)按天平去皮键清零，以备再用。
*电子天平使用注意事顶
一、电子天平的心脏一重力电磁传感器簧片(一般共有六一八片〕细而薄，
极易受损，且天平的精度越高，其重力传感簧片也越薄，所以在使用中应特别注意加以保护，不要向天平上加载重量超过其称量范围的物体，绝不能用手压称盘或使天平跌落地下，以免损坏天平或使重力传感器的性能发生变化，另外称量一个物体以寺别是较重的物体〕一般不要超过30秒钟搬动和运输时应将称盘及其托盘取下来。
二、电子天平实际上是测量地球对敞在称盘上的物体的引力即重力的仪器，
而由于地球径纬度的不同，各地的重力加速度(9-9. 8m2/s〕并不相同,在使用当地其称量准确度取决于是否进行了正确的校正和校正砧码的精度，假如您发现在广州经校正好的天平，在当地称重有一定误差，这并不表示天平有任何故障请按各型号电子天平说明书介绍的方法用计量部门认可的标准砧码进行校正即可进行准确称量。
三、电子天平的校正机构一般分三大类:
全自动校正:内合标准砧码和电机伺服机构，只需按一个功能键即可在数十
传感器原理及应用
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
传感器概述
第一章概述 1.1绪论 1.1.1传感器定义与组成 1.1.1.1定义： Transducer/Sensor；发送器；传送器；变送器等 国家标准（GB7665-87）：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置——#测量装置；#输入量是某一被测量（物理、化学、生物等）；#输出量是某种物理量（气、光、电等），主要是电物理量；#输出输入有对应关系，并应有一定的精度 1.1.1.2组成：一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 1.1.2传感器的作用 电五官 基础科学、军事、宇航、工业、农业、环保、民用电器、资源开发、海洋探测、医学诊断、生物工程。 例：宇宙观察、基本粒子、导弹制导寻的、自动生产线、机器人、汽车、复印机、空调、洗衣机。 1.1.3传感器的分类与一般要求： 1.1.3.1传感器的分类 1.1.3.1.1按工作机理：物理型；化学型；生物型等
1.1.3.1.1.1物理型 按构成原理：结构型；物性型 结构型：是以结构（如形状、尺寸等）为基础，利用物理学中场的定律构成的，动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等。必须依靠精密设计的结构予以保证。如：磁隙型电感传感器、电动式传感器等。 物性型：是利用物质定律构成的，利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量。虎克定律、欧姆定律等。主要依靠材料本身的效应来感应信息。如：光电管（外光电效应）、压电晶体（正压电效应）、光敏电阻、所有半导体传感器、以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金的性能变化的传感器。 按能量转换情况：能量控制型、能量转换型 能量控制型：在信息变化过程中，其能量需要外电源供给。如：电阻、电感、电容、基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等 能量转换型：主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如：压电效应、热电效应、光电动势效应等。 按物理原理：电参量式（包括电阻式、电感式、电容式等三个基本形式）、磁电式（包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等）、压电式、光电式（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等）、气电式、热电式、波式（包括超声波
传感器复习总结资料.doc
2电阻式传感器 电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。 电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统。目前己成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。 2.1电位器式传感器 电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成-定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测量压力、高度、加速度等各种参数。 电位器式传感器具有一系列优点，如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件Z间容易磨损。 电位器的种类很多，按其结构形式不同，可分为线绕式、薄膜式、光电式等；按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。 空载特性（输出端不接负载或负载为无穷大） 上面讨论的电位器空载特性相当于负载开路或为无穷大时的情况,而一般情况下，电位器接有负载，接入负载时的特性为负载特性，负载特性相对于空载特性的偏差称为电位器的负载误差, 对于线性电位器负载误差即是其非线性误差。 电位器式传感器应用举例 膜盒电位器式压力传感器测小位移传感器电位器式加速度传感器 1.惯性质量; 2.片弹簧； 3.电位器； 4.电刷； 5.阻尼器； 6.壳体。 6 5 2.2应变片式传感器 问题： 1.什么是应变？什么是应变片？ 2.应变片式传感器是把哪一个非电量转换成电量呢？转换成什么电量呢？如何转换的呢？它们之I'可的关系是什么呢？ 电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。 敏感栅由金属细丝绕成栅形，实现应变一电阻转换的传感元件。 基底和盖片的作用是保持敏感栅和引线的几何形状和相 对位置，并且有绝缘作用。一般为厚度0.02?0.05mm的环氧 树脂，酚醛树脂等胶基材料。 引线作用：连接敏感栅和外接导线。 粘结剂作用：将敏感栅固定于基片上，并将盖片与基底粘结在一起；使用时，用粘结剂将应变片粘贴在试件的某一方向和位置，以便感受试件的应变。 电阻应变片主要特性 灵敏系数
传感器技术知识点
1-1衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。 2、回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致 程度。各条特性曲线越靠近，重复性越好。 4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。 7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 9、静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。 1-2计算传感器线性度的方法，差别。 1、理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。 2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等 并且最小。这种方法的拟合精度最高。 4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。 1-3什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？ （1）静态特性：表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 （2）由于传感器可能用来检测静态量（即输入量是不随时间变化的常量）、准静态量或动态量（即输入量是随时间变化的变量），于是对应于输入信号的性质，所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。 1—4 传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？ 答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 1-5传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？ 答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 1-6 测量误差是如何分类的？ 答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。 1-7 弹性敏感元件在传感器中起什么作用？ 答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。 1-8. 弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？ 答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多，在同样的截面积下，轴的直径可加大数倍，这样可提高轴的抗弯能力，但其过载能力相对弱，载荷较大时会产生较明显的桶形形变，使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构，圆环受力后容易变形，所以它的灵敏度较高，多用于测量较小的力，缺点是圆环加工困难，环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点是结构简单，易于加工，输出位移(或应变)大，灵敏度高，所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移，且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比，其刚度较大，灵敏度较小，但过载能力强，常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏，因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 Z-1 分析改善传感器性能的技术途径和措施。
传感器原理及工程应用概述
第二章传感器概述 1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2、传感器是由敏感原件和转换原件组成 3、两种分类方法：一种是按被测参数分类，一种是按传感器工作原理分类 4、传感器的基本特性可分为静态特性和动态特性 5、静态特性是指被测量的值处于稳定状态时输入与输出的关系。主要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等。 6、灵敏度是输出量增量ΔY与引起输出量增量ΔY的相应输入量增量ΔX之比。用S表示即S=ΔY\ΔX。 7、线性度是指传感器的输入与输出之间数量关系的线性程度。也叫非线性误差用γL 表示即γL= 8、传感器在相同工作条件下输入量由小到大（正量程）及由大到小（反量程）变化期间输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。迟滞误差用 9、重复性是指传感器在相同的工作条件下输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。最大重复差值 10、漂移是指输入量不变的情况下传感器输出量随着时间变化。产生漂移的原因有两个一是传感器自身结构参数一是周围环境。温度漂移的计算 第三章应变式传感器 1、电阻应变式传感器是以电阻应变片为转换原件的传感器。 2、工作原理是基于电阻应变效应，即导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）是，其电阻值相应发生变化（应变效应）。 3、电阻应变片分为丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。 4、电阻在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而去掉外力后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹性原件。 5、应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时，在室温下测定的电阻值即初始电阻值。 6、将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化减小，因而其灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小，这种现象称为应变片的横向效应。为了减少横向效应产生的测量误差，现在一半多采用箔式应变片。 7、应变片温度误差：由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。产生的主要因素有以下两个方面：一是电阻温度系数的影响，一是试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 8、电阻应变片的温度补偿方法：1）线路补偿法2）应变片的自补法9***电阻应变片的测量电路10、压阻效应是指在一块半导体的某一轴向施加一定的压力时，其电阻值产生变化现象， 第四章电感式传感器 1、利用电磁感应原理将被测非电量如、位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。 2、零点残余电压：传感器在零点位移时的输出电压。产生原因主要有以下两点一是由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。一是由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性（如铁磁饱和，磁滞损耗）使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。为减小电感式传感器的零点残余电压，可以采取以下措施1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀；要经过热处理以除去机械应力和改善磁性；两线圈毕恭毕敬绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。2）在电路上进行补偿。 3、把被测的非电量变化转化为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器
传感器概述
第一章传感器概述 1．1 传感器的组成与分类 1．1．1 传感器的定义 ?传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常 由敏感元件和转换元件组成。敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。 ?传感器输出信号有很多形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器 的原理确定。 1．1．2 传感器的组成 ?一般讲传感器由敏感元件和转换元件组成。但由于传感器输出信号一般都很微弱，需要 有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。因此调节信号与转换电路及所需电源都应作为传感器组成的一部分。如图1-1所示。 传感器组成方块图 ?常见的调节信号与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等，他们分别与相应 的传感器相配合。 1．1．3 传感器的分类 ?表1-1 按输入量分类、按工作原理分类、按物理现象分类、按能量关系分类和按输出 信号分类。 1．2 传感器在科技发展中的重要性 1．2．1 传感器的作用与地位 将计算机比喻人的大脑，传感器比喻为人的感觉器官。功能正常完美的感觉器官，迅速准确地采集与转换获得的外界信息，使大脑发挥应有的作用。自动化程度越高，对传感器的依赖性就越大。 1．2．2 传感器技术是信息技术的基础与支柱 现代信息技术的基础是信息采集、信息传输与信息处理，它们就是传感器技术、通信技术和计算机技术。传感器在信息采集系统中处于前端，它的性能将影响整个系统的工作状态和质量。 1．2．3 科学技术的发展与传感器有密切关系 传感器的重要性还体现在已经广泛应用于各个学科领域。如工业自动化、农业现代化、军事工程、航天技术、机器人技术、资源探测、海洋开发、环境监测、安全保卫、医疗诊断、家用电器等领域。 1．3 传感器技术的发展动向 ?传感器技术共性是利用物理定律和物质的物理、化学和生物特性，将非电量转换成电量。 ?传感器技术的主要发展方向一是开展基础研究，发现新现象，开发传感器的新材料和新 工艺；二是实现传感器的集成化与智能化。 ?利用物理现象、化学反应和生物效应是各种传感器工作的基本原理，所以发现新现象与 新效应是发展传感器的重要工作，是研究新型传感器的重要基础，意义深远。
最常用的传感器用途简介
目录 1.常用传感器分类 (1) 1.1生活常见类 (1) 1.2光电类传感器 (2) 1.3力学方面传感器 (3) 1.4 其他常见方面的传感器 (4) 2传感器功能分类 (5) 2.3电阻式传感器 (5) 2.4. 变频功率传感器 (5) 2.5称重传感器 (6) 2.6电阻应变式传感器 (6) 2.7压阻式传感器 (6) 2.8热电阻传感器 (6) 2.9 激光传感器 (6) 2.10. 霍尔传感器 (6) 2.11无线温度传感器 (6) 2.12智能传感器 (7) 2.13光敏传感器 (7) 2.14生物传感器 (7) 2.15 位移传感器 (7) 2.16. 压力传感器 (8) 2.17. 24GHz雷达传感器 (8) 2.18 液位传感器 (8) 2.18.1、浮球式液位传感器 (8) 2.18.2、浮简式液位传感器 (8) 2.18.3、静压或液位传感器 (8) 1.常用传感器分类 1.1生活常见类 DS18b20温度传感器 作用：检测温度 湿度传感器： 检测湿度 温湿度传感器 作用：检测室内温度跟湿度 烟雾传感器 作用：检测烟雾浓度
作用：安卓手机上的的屏幕旋转 防水型DS18B20 作用：防水也可测温度 声音检测传感器 作用：可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音控制，声音检测的 驻极体话筒传感器 作用：声控开关 煤气传感器 作用：预防火灾 1.2光电类传感器 超声波传感器 作用：测距离 红外避障传感器 作用：避障 反射式光电管RP220 作用：可应于小车、机器人等黑白线寻迹 光敏电阻P1201-04传感器 作用：可见光控制电阻阻值 U型光电传感器 作用：常用于工件计数、测量电机的转速、电机转的圈数 红外接收头HS0038 作用：可应于红外信号检测 CHQ1838传感器 作用：接收红外线 红外光电传感器 作用：光电开关，红外光电开关的种类很多，有镜反射式、漫反射式、槽式、对射式和光纤式等。 接触传感器 作用：识别障碍物 开环式电流传感器 作用：测量磁场 闭环式电流传感器 作用：测量磁场 霍尔开关传感器 作用：可用于电机测速/位置检测等场地，主要作为开关使用 防跌落传感器 作用：饭跌落 防碰撞传感器： 作用：防碰撞
最新传感器复习提纲、资料及答案知识讲解
传感器复习提纲 第1章概述 1．现代信息技术的三大支柱是什么？ 传感器技术、通信技术与计算机技术 2. 什么是传感器？传感器定义有哪3个含义？ 从广义的的角度来说，可以把传感器定义为：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 从狭义角度对传感器的定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准对传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。 3．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，采用什么物理量输出？ 发展趋势主要体现在这样几个方面：发展、利用新效应；开发新材料；提高传感器性能和检测范围；微型化与微功耗；集成化与多功能化；传感器的智能化；传感器的数字化和网络化。 特征：集成化、数字化、多功能化、微（小）型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。 输出： 4．传感器基本结构，由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 传感器一般由敏感元件、转换元件和基本电路三部分组成。 敏感元件感受被测量，转换元件将响应的被测量转换成电参量，基本电路
把电参量接入电路转换成电量。 5．了解传感器的分类方法。有哪三大类？ 按照我国传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类。 6．了解传感器的图形符号，其中符号内容代表什么含义。 7．一个自动检测系统的组成包括哪几部分，画出结构框图。 第2章传感器的基本特性 （静态特性；传递函数；动态特性） 1．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？ 2．静态特性：特性参数有哪些？（线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率、稳定性），各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？ 线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。 迟滞用来描述传感器在正反行程期间特性曲线不重合的程度。 重复性是指在相同条件下，输入量按同一方向做全量程多次测量时，所得传感器输出特性曲线不一致的程度。 灵敏度是指传感器在稳定工作状态下，输出微小变化增量与引起此变化的输入微小变量的比值。 分辨率是指当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量时，输出发生可观测的变化，这个输入增量称为传感器的分辨率，即最小输入增量。 稳定性表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力，故又称长期稳定性。3．传递函数：传感器的传递函数在数学上的定义是什么？
传感器的作用简介
传感器的作用和地位 人们为了从外界获取信息，必须借助于人类特有的感官系统。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的重新定义。 现今世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 传感器的分类 可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类： 传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
汽车ABS传感器简介
一?制动防抱死系统（ABS）概述 ABS是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器等不断检测各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，并与理想的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想的制动状态。 因此，ABS装置能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动，而不会抱死，达到提高制动效率的目的，同时也提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。 二. ABS轮速传感器的功用 检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS的电控单元。当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。 用于ABS系统的轮速传感器主磁电式和霍尔式两种。 三. ABS传感器的安装位置 ABS传感器在车轮上的安装位置如下图所示: 转逮传感番在车轮上的安婪位置 四.磁电式ABS传感器 结构如下图所示：
￡凿式极轴b）柱式极轴 车轮转連传感器剖视图 1 ?电裟 2 ?永磁俸 3 ?外売乩感应倔 5 .极轴&齿88 磁电式ABS传感器由永磁体2、极轴5和感应线圈4等组成，极轴头部结构有凿式和柱式两种。 齿圈6旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量 交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆1输入ABS的电控单元。 当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。ABS电控单元通过检测感应电动 势的频率来检测车轮速度。 磁电式ABS传感器结构简单、成本低，但也存在下述缺点： 1?其输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢，其输出信号低于1V，电控单元 就无法检测； 2?其响应频率不高。当转速过高时，传感器的频率响应跟不上； 3.其抗电磁波干扰能力差。 五.霍尔式ABS传感器 霍尔式ABS传感器结构示意图: 1.进淙2■霍尔元件 霍尔式ABS轮速传感器也是由传感头和齿圈组成。传感头由永磁体，霍尔元件和电子电 路组成。 当齿轮位于图示中（a）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿轮位于图中（b）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。 (b)
传感器原理及应用习题及答案
习题集及答案 第1章概述 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3传感器如何分类？按传感器检测的畴可分为哪几种？ 答案 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 1.3答：（略）答： 按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。 第3章电阻应变式传感器 3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 3.2 图3-31为一直流电桥，负载电阻R L趋于无穷。图中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，试 求：① R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量为ΔR1=1.2Ω时，电桥输出电压U0=? ②R1、R2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0=? ③R1、R2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且ΔR1=ΔR2 =1.2Ω，
传感器的概述
第一章 传感器的概述 1. 传感器的定义能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出 信号的器件或装置叫做传感器。 2.传感器的共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量（位移、速度、加速度、力等）转换成 电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。 3. 传感器的组成：传感器由有敏感元件、转换元件、信号调理电路、 辅助电源组成。传感器基本组成有敏感元件和 转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能。 第二章 传感器的基本特性 1. 传感器的基本特性：静态特性、动态特性。 2.衡量传感器静态特性的主要指标有：线性度 、灵敏度 、分辨率迟滞、重复性 、漂移。 3.迟滞产生原因：传感器机械部分存在摩擦、间隙、松动、积尘等。 4.产生漂移的原因：①传感器自身结构参数老化；②测试过程中环境发生变化。 5.例题： 1．用某一阶环节传感器测量100Hz的正弦信号，如要求幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？ 解：一阶传感器的频率响应特性： 幅频特性：
2.在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率为216Hz 处，并得到最大福祉比为1.4比1，试估算该传感器的阻尼比和固有频率的大小。 3. 玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程 来表示。现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程是 ，y代表水银柱的高度，x代表输入温度（℃）。求该温度计的时间常数及灵敏度。 解：原微分方程等价于： 所以：时间常数T=2S, 灵敏度Sn=10-3 第三章 电阻式传感 1. 应变式电阻传感器的特点： 1）优点： ①结构简单，尺寸小，质量小，使用方便，性能稳定可靠； ②分辨力高，能测出极微小的应变；③灵敏度 高，测量范围广，测量速度快，适合静、动态测量；④易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距离 测量和遥测；⑤价格便宜，品种多样，工艺较成熟，便于选择和使用，可以测量多种物理量。 2）缺点：①具有非线性，输出信号微弱，抗干扰能力较差，因此信号线需要采取屏蔽措施； ②只能测量一点或应变栅范围内的平均效应，不能显示应力场中应力梯度的变化； ③不能用于过高温度场合下的测量。
你的手机到底有多少传感器13种传感器的介绍和工作原理概述
你的手机到底有多少传感器13种传感器的介绍和工作原理概述摇动手机就可以控制赛车方向;拿着手机在操场散步，就能记录你走了几公里?这些你越来越熟悉的场景，都少不了天天伴你身旁的智能手机。而手机能完成以上任务，主要都是靠内部安装的传感器。你知道手机中的传感器有多少种?又是倚靠那些原理来运作? 1、光线传感器(Ambient Light Sensor) 光线传感器类似于手机的眼睛。人类的眼睛能在不同光线的环境下，调整进入眼睛的光线，例如进入电影院，瞳孔会放大来让更多光线进入眼睛。而光线传感器则可以让手机感测环境光线的强度，用来调节手机屏幕的亮度。而因为屏幕通常是手机最耗电的部分，因此运用光线传感器来协助调整屏幕亮度，能进一步达到延长电池寿命的作用。光线传感器也可搭配其他传感器一同来侦测手机是否被放置在口袋中，以防止误触。 2、距离传感器(proximity sensor) 透过红外线LED灯发射红外线，被物体反射后由红外线探测器接受，藉此判断接收到红外线的强度来判断距离，有效距离大约在10米左右。它可感知手机是否被贴在耳朵上讲电话，若是则会关闭屏幕来省电;距离传感器也可以运用在部分手机支持的手套模式中，用来解锁或锁定手机。 iPhone 4/4s与iPhone 5/5s的距离传感器与光传感器位置。 3、重力传感器(G-Sensor) 透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起，透过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平的方向。运用在手机中时，可用来切换横屏与直屏方向，运用在赛车游戏中时，则可透过水平方向的感应，将数据运用在游戏里，来转动行车方向。 4、加速度传感器(Accelerometer Sensor) 作用原理与重力传感器相同，但透过三个维度来确定加速度方向，功耗小但精度低。运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。
传感器的目前现状与发展趋势综述
传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号
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传感器技术发展趋势分析 传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。由于传感器的种类繁多，我重点介绍了其中一种传感器-----光电传感器。 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受或响应与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1.传感器的基本知识 1.1 传感器的定义 传感器的定义和组成广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 .传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已
传感器及其应用综述
传感器的发展及应用综述 姓名：邹士伟班级: 11机制3 学号：115302352 摘要：传感器技术是实现测试和自动控制的重要环节。随着科学技术的迅猛发展,传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科技突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。 关键词：传感器研究应用发展 引言 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的作用十分明显。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 一、传感器简介 （一）传感器解释 传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。其利用物理效应.化学效应.生物效应，把被测的物理量，化学量，生物量等非电量转换成电量。传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件直接感受或响应被测量的部分。有时也将敏感元件称为传感器。转换元件能将敏感元件感受或响应的被
测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 （二）传感器的地位 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 三、传感器的应用 （一）传感器应用领域概述 就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响；目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等。传感器越来越多地被应用到社会发展及人类生活的各个领域，如工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等。（二）传感器具体应用 1．在自动检测与自动控制系统中广泛应用 电力、冶金、石化、化工等流程工业中，通常建立24小时在线监测系统。石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。车身到位检测。光线传感器检测标签，多种
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述 学校邕江大学专业09信息学号40号姓名赵丽霞 一、摘要 传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别，对每一类别进行综述，分析每类别传感器研究中所存在的不足，探讨了相应的解决方案。 二、关键词：传感器 三、引言 传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术，是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术，而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代”的到来，作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展，其应用领域越来越广，人们对其要求越要越高，需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟，相反在很多方面它还只是一项新兴的技术，依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境，迅速准确的处理传输客户所需求的信号，并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。 四、传感器 传感器是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、温度、湿度等）或化学组成，并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样，精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。例如气体流量监测就有很多种的感知方法，但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题，所以还需要不断的改进。然而，有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了，我们应该取其精华。因此，我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。